(文保放大鏡)出土/出水鐵質文物保護修復(三)   澳門文物保存修復學會   陳志亮  李子浩  鴉片戰爭博物館   沈璐

 澳門內港出土鐵砲,實非首次。據悉,上世紀九十年代初,於青洲石仔堆木屋區的施工地盤(現為美居廣場嘉應花園第四座)內,在離地不足半米深處,挖掘出一門鐵砲(見附圖一);該砲長約二百六十厘米,沒有明顯缺損,表面鏽跡斑斑,警方調查後交由當時的文化司署人員跟進及處理(1,2,3)。遺憾的是,該砲自發現後便渺無音訊,至今下落不明;而是次出土的鐵砲,發現至今已逾五月,唯相關圖片及資訊仍十分有限,筆者期待這門鐵砲詳情可以早日公佈。

 眾所周知,鐵的化學活性高,容易因氧化而鏽蝕,要穩定其保存狀態十分困難。而鐵的劣化,可分內因及外因兩方面,一般外因可控而內因不可改變,故,若對鐵砲進行保護,必先了解其鑄造工藝、鋼鐵材質及組織特徵等。十七至十九世紀鐵砲的制式,大多屬滑膛前裝砲,砲膛呈圓柱體,砲形呈圓錐形,有砲耳、尾鈕、火門等不同部位,其常用的鑄造方法,是把鐵錠加溫至12001500攝氏度的熔融狀態(molten state),透過模具鑄造而成(4)。鐵砲的材質,按其優劣可分為韌性鑄鐵、灰口鑄鐵、麻口鑄鐵、白口鑄鐵和脫碳鑄鐵五種常見的鋼鐵材質,據浙江巡撫劉歆珂於1841年奏稱:「惟鐵斤有紫口、青口、白口之分,鑄炮以紫口鐵為上,青口鐵次之,白口鐵則性脆質粗,易致炸裂,不適于用。(5)」這裏,紫口鐵所指的是韌性鑄鐵,與脫碳鑄鐵一樣,都經過退火處理(annealing),唯不同之處,在於退火時間的長短,前者長時間退火後,可有效提高其柔韌性;後者短時間退火後,因表面脫碳成鋼,導致強度下降而軟化。至於青口鐵,即所謂的灰口鑄鐵,此鐵不但顆粒物緊密均勻,而且柔韌堅固,適宜用來鑄砲。白口鐵或白口鑄鐵,性質硬而脆且粗糙,用來鑄砲容易炸膛。此外,麻口鑄鐵的性質介於灰口鑄鐵和白口鑄鐵之間,其出現與鑄造時成分不當和冷卻速度過快有關。

 針對出土/出水的鐵砲,若能對其進行金相分析,可把檢測結果的顯微特徵(見附圖二)來進行材質鑑定,其判斷方法依據如下:

 一)若有鐵素體及聚集狀石墨,則可能是韌性鑄鐵。

 二)若有片狀石墨、無萊氏體,則可能是灰口鑄鐵。

 三)若有片狀石墨、有萊氏體,則可能是麻口鑄鐵。

 四)若無片狀石墨、有萊氏體,則可能是白口鑄鐵。

 五)若無片狀石墨、無萊氏體,而有珠光體,若屬表層取樣,則可能是脫碳鑄鐵。

 六)若無片狀石墨、有萊氏體,且有珠光體,若屬深層取樣,則同樣可能是脫碳鑄鐵。

 另外,在文物保護方面,我們從金相組織特徵也可對鐵砲材質的保存及腐蝕情況作出推斷(6)

 一)鐵砲組成成分越致密越均勻則越耐腐蝕,而鐵素體較珠光體致密,故相對耐蝕;

 二)鐵砲腐蝕過程會形成許多微細的原電池,而「滲碳體與鐵素體之間」比「石墨與鐵素體之間」所形成原電池的電動勢(electromotive force)小,因此,含滲碳體的鐵砲相對耐蝕;

 三)麻口鑄鐵和灰口鑄鐵中均有石墨,若其大小適中、不相連,並以絮狀形式存在,則可提高其耐蝕程度。◇ (待續) micrcr@gmail.com

 參考資料:

 1) 作者不詳. (1993a, September 3). 青洲一建築地盤 昨挖出一尊古砲. 正報, p.2.

 2) 作者不詳. (1993b, September 3). 青洲口地盤昨掘出大炮 雖鏽仍完好逾百年歷史. 華僑報, p.8.

 3) 作者不詳. (1993c, September 3). 青洲地盤發現古炮. 澳門日報, p.11.

 4) 李銀貴. (2013). 論鴉片戰爭時期清朝鐵炮的鑄造方法. 文藝生活‧文藝理論, 6.

 5) 劉鴻亮. (2015). 中西火炮與英法聯軍侵華之役. 科學出版社.

 6) 蔡元興 劉科高 郭曉斐. (2012). 常用金屬材料的耐腐蝕性能. 冶金工業出版社.